摘要：隧道衬砌结构沿径向深度存在温度变化差异,使其在冻融循环作用下沿径向发生不同程度的连续渐变劣化。为揭示衬砌结构渐变劣化对寒区隧道承载性能的影响,本文以羊八井2号隧道为工程依托,通过现场气温测试,结合隧道温度场和结构应力数值模拟计算,研究考虑衬砌结构渐变劣化的寒区隧道承载性能演化规律。结果表明:在每年170次的正负气温反复作用下,隧道衬砌表面经历约11次等效室内冻融循环;随着径向深度增加,衬砌经历的冻融循环次数呈指数函数降低,衬砌混凝土抗压强度和弹性模量沿径向深度呈指数函数连续渐变劣化,并主要集中在距衬砌表面35 cm深度范围内;在渐变劣化情况下,拱顶随服役年数增加,偏心距逐渐增大,受压区高度减小,呈大偏心受压,衬砌安全系数下降速率大,承载性能劣化严重,全截面劣化相反,拱顶由大偏心受压逐渐转变为小偏心受压,安全系数下降慢,承载性能劣化较轻;其余位置在两种劣化情况下衬砌承载性能变化基本相同;在隧道衬砌结构长期耐久性设计时,拱顶应考虑混凝土沿径向渐变劣化。

摘要：针对目前寒冷地区隧道温度场演化规律不清,首先进行年周期性的隧道传热特征分析,然后依托野鸡山隧道,开展洞外气象、埋深、围岩初始温度、材料热物性等因素影响下,隧道气温沿纵向长度以及衬砌结构和围岩温度场沿径向深度变化规律的现场试验研究,以揭示隧道温度场演化规律。研究结果表明:野鸡山隧道主要受风墙压差影响,洞内形成由进口至出口的主导风流;随距进口距离增加,冬季洞内气温逐渐升高,年平均温度也总体上升,其沿纵向长度变化规律受隧道埋深沿纵向分布影响较大,呈与埋深相似的指数函数变化规律,年温度振幅呈指数函数降低;受空气年平均温度和围岩初始温度影响,年平均温度沿径向深度呈对数函数升高,趋近于围岩初始温度;随着径向深度增加,气温波动影响减弱,年温度振幅呈指数函数衰减,至一定深度处,如野鸡山隧道在径向14~16 m深度处,年温度振幅下降至0.05℃以下,达到围岩温度影响边界;衬砌结构或围岩导热系数越小、围岩温度影响深度越小,年平均温度沿径向深度上升越快,导温系数越小,年温度振幅衰减越快、围岩温度影响深度越小,从而影响隧道沿径向深度温度场变化规律以及围岩最大冻结深度的大小;可见寒冷地区隧道冻害防治设计应综合考虑隧道洞外气象、走向、埋深、围岩初始温度以及衬砌结构和围岩热物性。

摘要：为研究超大跨度公路隧道的合理施工方法,该文以连霍高速公路新疆境内小草湖至乌鲁木齐段改扩建工程杏花村1号隧道为依托,通过数值模拟方法对超大跨度公路隧道Ⅳ级围岩采用CD法、上台阶CD法和三台阶七步开挖法施工的隧道变形和支护结构受力情况进行分析,在变形与支护结构受力满足设计要求的前提下,考虑各施工方法的优缺点等因素,确定最合理的施工方法,通过开展现场试验分析施工方法的可行性。结果表明:①CD法、上台阶CD法和三台阶七步开挖法数值计算的隧道变形均不大于21 mm,初期支护安全系数分别为2.48、2.41、2.28,大于隧道设计细则要求的最小安全系数,变形与支护结构受力均满足设计要求;②对比3种工法的优缺点,结合隧道地质条件等因素,确定杏花村1号隧道Ⅳ级围岩最优施工方法为上台阶CD法;③根据现场测试结果,Ⅳ级围岩采用上台阶CD法施工,拱部下沉最大值为14.6 mm,周边位移最大值为15.0 mm,隧道变形控制效果较好;初期支护的最小安全系数为6.94,满足设计要求。